Unbemannte Fluggeräte zur Zustandsermittlung von Bauwerken

In diesem Forschungsprojekt sollen wissenschaftliche Fragestellungen im Zusammenhang mit der Anwendung von unbemannten Fluggeräten (UAV-Unmanned Aerial Vehicles) zur Zustandsermittlung von Bauwerken bearbeitet werden. Betrachtet werden hierbei ausschließlich senkrecht startende und landende (VTOL-Vertical Take Off and Landing), elektrisch betriebene unbemannte Fluggeräte mit einem maximalen Gesamtgewicht von bis zu 5kg. Mit diesem Projekt soll ein Beitrag geleistet werden, um das Potential solcher Systeme zur kostengünstigen Inspektion schwer zugänglicher Bauwerksteile zu aktivieren.

Der Forschungsbedarf ergibt sich insbesondere aus den komplexen Randbedingungen beim Einsatz von UAVs in Bauwerksnähe sowie aus Fragen zur Qualität, sinnvollen Aufbereitung und möglichen Weiterverwendung der gewonnenen Daten.

Methodisch sollen zunächst die Spezifika von verschiedenen Bauwerksklassen zusammengestellt werden, um als Basis für die Entwicklung von neuen Methoden der Steuerung und Absicherung der Geräte zu dienen. Hierbei werden insbesondere die Bauwerksgeometrie und das lokale Windfeld im Detail betrachtet. Auf Geräteseite sollen Steuerungsalgorithmen auf der Basis von Abstandssensoren sowie mechanische Anprallschutzeinrichtungen entwickelt, erprobt und optimiert werden.

Auf der Basis konkreter Flugeinsätze an Referenzobjekten werden bei verschiedenen Witterungsbedingungen Daten generiert, um eine Bewertung der Qualität von Foto- und Videodaten in Bezug auf die Identifizierbarkeit verschiedener typischer Schäden vorzunehmen. Darüber hinaus sollen Einsatzszenarien teilautonomer Flugmissionen hinsichtlich ihrer Möglichkeiten und Anwendungsgrenzen beleuchtet werden. Abschließend wird einerseits die mögliche Verwendung der gewonnenen Daten in digitalen Modellen zur Repräsentation an und der Simulation von Bauwerken betrachtet. Andererseits sollen Perspektiven für einen Einsatz von UAV untersucht werden, die über die visuelle Inspektion hinaus gehen. Dabei wird die prinzipielle Einsetzbarkeit verschiedener zerstörungsfreier Prüfmethoden unter Beachtung der speziellen Eigenschaften solcher Fluggeräte geprüft.

Durch die enge Kooperation verschiedener sehr erfahrener Partner aus dem Bereich der UAV-Technik und luftgestützten Schadensanalyse von Bauwerken sowie die Arbeit an konkreten Referenzobjekten sollen eine größtmögliche Praxisrelevanz der Ergebnisse erreicht und die Akzeptanz der zukunftsweisenden UAV-Technologie gesteigert werden.